熱處理變形問(wèn)題的探討

1、熱處理變形問(wèn)題的探討熱處理變形問(wèn)題的探討生產(chǎn)中的淬火變形一直給工廠(chǎng)帶來(lái)大量的損失。淬火變形的產(chǎn)生，從理論上說(shuō)，當(dāng)然與熱應(yīng)力和組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力的影響有關(guān)，但是，在分析和解決實(shí)際工件的淬火變形時(shí)，這種理論卻很難做到具體應(yīng)用。至今，尚沒(méi)有用來(lái)分析和解決工件淬火變形問(wèn)題的實(shí)用的系統(tǒng)方法。熱處理行業(yè)期待的是能用來(lái)分析和解決實(shí)際工件淬火變形的系統(tǒng)而實(shí)用的方法。以此為目標(biāo)，本文發(fā)展了一種以鋼的端淬曲線(xiàn)為依托，從檢測(cè)出發(fā)生變形的工件上的硬度差異入手去分析和

2、解決工件淬火變形問(wèn)題的方法，我們把它叫做“硬度差異法“，供熱處理行業(yè)采用并探討。一、本新方法的適用范圍工件發(fā)生了淬火變形，指的是工件上某些部位發(fā)生了超過(guò)圖樣公差的變形。本文把工件上發(fā)生變形的部分和與之相關(guān)連的部位合稱(chēng)為該工件的參與淬火變形部位。參與淬火變形部位指的是工件上多個(gè)部位的總體，須根據(jù)實(shí)際工件的(變形)情況來(lái)確定。在已發(fā)生淬火變形的工件上，參與了淬火變形的不同部位的硬度可能基本相同，也可能有明顯差異。硬度差異反應(yīng)出這些部位的淬火

3、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物(即組織)之不同。由于不同的組織有不同的比容，比容差本身及其在淬火過(guò)程中的作用必然對(duì)淬火后的變形有直接的影響。由于這樣的原因，本文把最終發(fā)生了淬火變形的工件分為兩類(lèi)。第一類(lèi):因裝爐時(shí)的沖撞，淬火加熱中工件的裝掛或堆放不當(dāng)，以及出爐轉(zhuǎn)移到淬火介質(zhì)過(guò)程中所受的外力或自重引起的變形。這類(lèi)變形容易從操作方法和裝掛方式入手去解決。第二類(lèi)：工件參與淬火變形部位有明顯或不明顯的硬度差異，也可能伴有淬火開(kāi)裂。在第二類(lèi)情況下，引起變形的原因既有淬

4、火冷卻過(guò)程中的應(yīng)力作用，也有轉(zhuǎn)變產(chǎn)物比容差之最終的影響。本文提出的概念和方法，僅限于用來(lái)分析和解決第二類(lèi)淬火變形問(wèn)題。引起淬火變形的因素既有過(guò)程中的，也有最終的。這就是在此區(qū)淬火變形大的原因?？偲饋?lái)說(shuō)，在此區(qū)淬火后變形大，硬度高低不均，且硬度不足。在第Ⅳ冷速區(qū)，即過(guò)慢冷速區(qū)內(nèi)淬火，工件上可能參與淬火變形部位獲得的冷速很低，各部位間溫差小，加上各部位都遠(yuǎn)未淬硬，最終轉(zhuǎn)變產(chǎn)物也基本相同，故變形小。2工件上參與淬火變形部位的冷卻速度帶變形工件

5、上參與變形的各部位之間得到的冷卻情況不同，是造成最終淬火變形的原因。實(shí)際工件是個(gè)實(shí)體，它上面參與變形部位的不同冷速必然落在硬度冷速曲線(xiàn)上一定范圍內(nèi)。本文把這些不同冷速所達(dá)到的范圍叫做該工件在所經(jīng)受的淬火條件下參與變形部位的冷卻速度帶，以下簡(jiǎn)稱(chēng)為該工件的冷卻速度帶。工件上參與變形部位間的冷卻速度相差小，它的冷卻速度帶就窄；相反，它的冷卻速度帶就寬。冷卻速度帶的確定方法：拿到一個(gè)發(fā)生了淬火變形的工件，首先找到它上面發(fā)生了淬火變形的部位，再連

6、同其相鄰或相關(guān)的部位，合而成為該工件上參與淬火變形部位。接著檢查參與變形部位內(nèi)外表面的硬度，并憑測(cè)出的最高和最低硬度值在所用鋼種的硬度冷速曲線(xiàn)圖上找到兩個(gè)相應(yīng)的冷卻速度值，把這兩個(gè)冷卻速度值水平連接起來(lái)，即構(gòu)成該工件的冷卻速度帶。舉例來(lái)說(shuō)，有一筒狀工件，50Cr材質(zhì)，經(jīng)770℃加熱后水淬1.5秒再轉(zhuǎn)油冷。淬火后未發(fā)現(xiàn)淬裂，但有明顯的變形:兩端孔徑增大，呈雙頭喇叭形，如圖2所示。因工件形狀簡(jiǎn)單，且變形牽涉面大，可以把整個(gè)工件都看成參與變形

7、部位。檢查該變形工件內(nèi)外表面的硬度后發(fā)現(xiàn)，筒兩端硬度約55HRC，而內(nèi)孔中部只有35HRC。從手冊(cè)上查出50Cr鋼的端淬火曲線(xiàn)，取其中線(xiàn)作出本工件的硬度冷速曲線(xiàn)。由淬火硬度最高的端頭部位(B)之55HRC找到冷速點(diǎn)b。再由淬火硬度最低的筒內(nèi)中間部位(A)之35HRC找到冷速點(diǎn)a。連接a、b兩點(diǎn)的帶ab即為該工件的冷卻速度帶。按照相似的方法步驟，可以畫(huà)出其它淬火變形零件的冷卻速度帶。需要說(shuō)明的是，如果工件上有內(nèi)孔(或凹陷部位)而且在該部位